11.2 标准铂电阻温度计在线视频

那么我们这里面介绍一下

因为在铂电阻呢它也分

普通的铂电阻温度计

和标准铂电阻温度计

我们先来介绍一下标准铂电阻温度计

那么标准铂电阻温度计呢

在测温的时候是一种基础的仪表

我们也知道之前我们在介绍温标的时候

标准铂电阻温度计呢是作为一个内插仪器的

那么1887年呢Callendar呢

他提出配置适当的电阻温度计呢

具有必不可少的稳定性和复现性

那么这里面就提出来电阻温度计呢

它的含量啊

对于金属的要求啊

还有以及加工过程啊 工艺啊

那么都提出了一些要求

那么1927年呢国际计量大会呢提议呢

就是用电阻温度计呢来定义使用温标

也就是最后出现的标准铂电阻温度计

它的缩写呢是SPRT

那我们来看一下标准铂电阻温度计它的特点

首先呢标准铂电阻呢那么里面有个铂

那么它就是用铂来制成的

它应该是纯的是经过退火的铂

标准铂电阻温度计呢

他的铂丝呢不是随随便便放置就可以了

它必须有一定的支撑

这个支撑呢也有要求

铂丝呢在使用的时候

要处于一种无应变的一种状态

那么标准铂电阻温度计的阻值是有要求的

他在100℃时候阻值

与0℃时候的阻值的比值呢

不应小于1.3825

铂电阻温度计的稳定性呢应满足如下要求

当铂电阻温度计

受到类似于正常检定过程中所遇的热循环时

它的0℃的阻值的变化

不应超过4×10的负6次 0℃时阻值

那么也就是说要求他的变化是非常小的

也就是说要求具有很好的复现性和稳定性

那么铂电阻应按四引线元件的方式进行配置

其中呢两个铂电阻及其导线

应按这样的方式进行绝缘

然后使得呢它在检定和使用温度下呢

铂电阻的测定电阻值呢受绝缘层影响呢不大

应该是这个阻值呢是4×10的负7次

0℃的时候的阻值

那么我们发现这个值呢也是非常小的

应该是10的负7次

另外呢还有我们使用的时候呢

是要私隐限制的

要求呢把这个电阻呢要封闭在一个保护套里面

然后来保护它

那么我们再看一下

铂电阻温度计它的基本的结构

那么我们之前也是规定了要有足够纯的铂

那么我们还要求呢它的支撑的骨架

还有它的引线的绝缘材料

那么都不能玷污这个铂丝

因为铂丝如果不纯的话

它的阻值就会发生变化

还有呢铂电阻呢在这个支撑里面呢

要能够进行自由膨胀和收缩

不受这个支撑的约束

那么在一个封闭的腔里面呢

铂电阻丝然后被封闭起来呢

里面呢要充满了气体

大多数为是氦气

同时呢它的四根引线呢

实际上是为了消除它的导线的电阻

然后来进行设置的

为了提高它的这个精度

那么这里面呢我们看一下

它的铂丝呢有不同的绕法

比如说有的像辫子一样

有的像螺旋一样

这是各个不同的生产商呢

它进行生产的时候

采用的一些方法

按照不同的绕法

然后来进行生产

那么这个里面呢我们看一下

它也是螺旋状的

也是上下的

然后不同的缠绕的情况

那么它的外壳呢可以是不同的材料

那么有陶瓷的

还有可以是玻璃的

那么甚至呢可以是不锈钢的

那么来保护它里面的这个支撑骨架

还有这个铂丝

那么使得呢他们呢不受外界的干扰

那么我们再看一下

铂电阻它采用的这个绝缘材料和它的这个骨架

那么骨架呢实际上是绝缘的

不允许导电的

那么他一般使用的呢比如说是云母

还有呢更高一些的有金云母啊

琥珀云母啊

以及氧化铝啊

还有是蓝宝石啊

最便宜呢有这个石英玻璃这些

但是要求呢这些材料呢它在这个高温情况下呢

就是说不要释放出一些杂质

然后来污染了这个铂丝

所以呢这些绝缘材料呢都是有要求的

不是随便的材料

然后就可以进行制作的

那么所以呢对于铂电阻来讲呢

那么许多的要求呢

最后才能保证它的测量的精度

才能提高它的测量的准确性

那么在使用的时候也是有要求的

尤其是标准铂电阻温度计呢

它是比较娇气的

前面也看到了它的要求

它的变化量是非常小的

所以我们应该进行精心地使用

这种温度计呢

要需要机械的保护措施

来避免冲击 振动

或者其他形式的加速度呢

造成这个铂丝的弯曲

因为铂丝呢承受了一定的应力呢

对它的测量呢会受影响

在搬运的时候最好用手来进行搬运

同时呢使用的容器呢

要加软性的这种衬垫

储存的时候呢那么要使用容器把它装起来

然后避免呢受到冲击

所以标准铂电阻温度计呢

如果你要好好使用它呢

会给你带来非常准确的结果

但是如果你很粗暴的使用它很容易会有偏差

你不得不再去校正

那么标准铂电阻温度计呢一般情况下呢

那使用一段时间之后呢

要进行校准 要进行检定

还有铂电阻温度计呢

很可能呢会受到热的冲击损伤

比如说我们在使用的时候一定要特别的注意

举个例子就常温下的标准铂电阻温度计

然后你迅速的进入了液氮里面

那么会使得呢

它的那个金属还有玻璃的密封呢会破裂

这样的话就整个铂电阻温度计呢就会损坏了

还有呢一些长柄式的标准铂电阻温度计呢

它承受的温度呢可能要远高于600℃

那么如果在这个时候你要进行淬火

那么这时候呢也是如果大温差下

它也可能会产生破裂

还有呢使用的时候一定要注意

标准铂电阻温度计呢

它的保护套是有温度限制的

要在他的这个保护上限以下

然后来进行使用

同时呢标准铂电阻温度计呢

它的这个里面的支撑材料

那么它也会有一个上限温度

那么在这些接近它的上限温度的时候呢

它很可能它的支撑骨架里面

比如说石英啊或者是云母啊

里面会释放出一些物质

污染了这个铂电阻温度计

所以在使用的时候呢那么也要特别的注意

还有呢就是说标准铂电阻温度计呢

在组装之后呢要进行充分的烘烤和呢真空除气

来保证里面不要有湿空气在里面

半导体热敏电阻

那么它里面呢就是存在很多了

不同的热电阻温度计

我们实际上在工艺上

然后在工程上

那么也要使用这个铂电阻温度计

那么铂电阻温度计呢它与标准铂电阻的区别呢

在加工的时候呢

可能不如标准铂电阻温度计要求那么高

但是它对于我们工程来讲

它的准确性呢就已经达到了要求

而与其他的这个测量工具相比呢

那么它的特点呢就是准确度高

稳定性也好

那么性能呢比较可靠

所以呢目前呢

是测温的复现性最好的一种温度计

它的使用范围呢是负200到850摄氏度之间

1990年呢国际温标中呢规定

平衡氢三相点13.8K

到银的凝固点是961.78℃

那标准仪器呢应用的就是铂电阻

那么也就是说

这个铂电阻可以在这个使用范围里头

然后进行使用

那么它的纯度我们也给出来是100℃时候

它的阻值比呢是1.385

它的规格型号呢有铂电阻的Pt100 Pt10

然后呢是Pt1000

Pt呢就表示铂 十 一百

一千是指0℃时候的电阻

如果我给大家一个铂电阻温度计

那么它是什么型号

那么大家怎么来进行判断呢

很简单

然后就是用一个外用表

我们可以来测它的阻值

我们看如果是这个数值是接近一百的

那肯定就是Pt100

如果是它的阻值是十

那就是pt10

是吧

这个是比较简单的方法

铂电阻温度计呢

我们来看一下它的结构

它主要是由电阻丝 绝缘管 保护套管 接线盒

来组成的

那么我们看一下它的结构呢还是相当简单的

里面是一个骨架

然后缠绕上电阻丝

然后外面呢还有保护套

另外呢有的呢会有一个接线盒

而有的呢就直接是导线

直接接出去就行了

那么它的测温的这部分

它的长度可以要求厂家为你制作

比如说你要15个毫米的

或者甚至更长15个厘米的

或者短的长的都可以

甚至还可以做成不同形状的

可以做成半圆形的等等

都可以的

那么这个是我们经常使用的

这个铂电阻温度计

那么我们大家看一下

即使它加工的很长的话

就是说它的接线还有它的这个管很长的时候

实际上它的测温的部件只是在头部

那么头部的这个地方

大家一定要注意

在测量的时候把这个头部

放在你的需要测量的部位

否则的话其他的部位是没有效的

只有这个地方是有效的

热电阻温度计呢它里面呢是有不同的形式的

比如说有防爆的

还有铜的热电阻或者等等各种不同的形式的

按照我们的工程要求

然后可以进行选择

那么这个是铠装的铂电阻温度计

铠装呢就是说

他像外面给他装了一个铠甲一样

有一个保护套

那么一般呢多是不锈钢的

那么我们看这个图

它里面呢是比较简单

它的测温的头呢

那么就是最底部的这一小部分

其他呢都是绝缘管

所以我们在测量的时候

要注意它的这个测量部位

一般来说呢金属导体的这个热电阻的温度计呢

它是随着温度的升高

它的阻值呢是增加的

当温度升高1℃呢

那么其阻值呢增加是0.4%到0.6%

称为呢具有正的电阻温度系数

那么电阻R_t呢与温度t呢它的关系呢

可以表示为这样的一个公式

R_0呢那么是在0℃时候它的阻值

其中呢A B C都是它的常数

国际标准里面呢

那么这些ABC呢这些常数呢是有规定的

那么它也是与金属材料是有关系的

那么通过这个式子

如果我们知道了ABC

而且呢我们知道在0℃时候

金属导体的它的电阻

那么R_t呢那么就可以计算出来了

那么我们刚才讲了是金属的热电阻

那么我们现在再介绍一下半导体的热敏电阻

大多数的半导体热敏电阻

它的阻值呢是随着温度的升高而减小的

当温度升高1℃时呢

它的阻值呢就会减小3%到6%

称具有负的电阻温度系数

那么电阻值呢R_t呢是与热力学温度T

它的关系呢可以表示成这样一个式子

我们看到了它是有个函数关系

它是个指数的形式

R_T0是热力学温度T0时的电阻值

B呢是与半导体材料有关的常数

那么热电阻呢它的特点我们来看一下

那么特点呢有以下的要求

要求呢它的电阻的温度系数要大

得到呢高灵敏度

那么还有呢是在测温范围里面呢

那么化学物理性质呢要稳定

那么复现性要好

测量精度呢要高

那么还要要求他呢是电阻率要大

你得到小的体积的元件

从而呢保证呢热容量和热惯性小

使得呢对温度变化的响应呢是比较快的

那么第五个点呢是电阻温度特性呢

尽可能的接近线性

以便于呢分度和读数

还有呢就是要求它的价格呢要相对的低廉

那么目前已被采用的电阻温度计呢

具有如下的特点

也就是说在中低温度范围内呢

它的精度呢是高于热电偶温度计的

那么之前我们在讲热电偶温度计的时候呢

我们会发现呢它的电势呢变化呢是比较小的

所以他如果想提高精度呢

就必须要求分辨率非常高的仪表

这个呢就会使得这个测量的仪表呢

就是价格非常高

那么如果在我们能够应用的这种情况下呢

应用情况呢仪表呢

那还是以这个热电阻

它的精度要高一些

第二呢它的灵敏度比较高

当温度升高1℃时候呢

大多数热电阻的阻值呢会增加0.4%到0.6%

半导体材料的阻值呢是降低3%到6%

同时呢热电阻感温部件体积呢

比热电偶的热接点大得多

因此呢热电阻它是不易测点温度

还有动态温度

半导体呢热电阻呢虽然体积比较小

但它的稳定性和复现性比较差

所以呢它的导致呢它的测量精度呢就会降低

因此我们在使用铂电阻的和热电偶的时候呢

一定要根据他们的特点

然后来进行选择

然后他们有各自应用的氛围

和各自应用的区域

所以在使用的时候特别注意这一点

我们看一下常用的热电阻的原件

铂电阻温度计

它的精度高

稳定性好

性能可靠

在氧化气氛的环境中呢

甚至在高温下呢

它物理化学性质都非常稳定

它呢易于提纯 复现性好

有良好的工艺性

可制成呢极细的铂丝或极薄的铝

它呢与其他的热电阻相比呢

那么它是有很高的电阻率的

ITS90呢也规定了

在这个范围里面呢

那么可以进行内插的仪器就是铂电阻温度计

在这个13.8K到630.74℃范围里面呢

它可以用来作为内插的元件

它的感温元件呢要是无应力的

那么而且呢是要仔细退火的

这个高纯的铂丝制成的

它的缺点呢就是电阻温度系数较小

在还原气氛中呢

特别是高温下呢易被污染 变脆

同时呢它的一个比较主要的缺点

就是价格比较贵

我们都知道白金的价格呢

大家应该是有所了解的

所以呢它的价格呢是比较贵的

那么铂电阻的它的温度关系式

之前呢我们也介绍了

低于0℃范围呢

比如说从负的200℃到0℃范围

那么它有一个公式

那么在0℃到850℃范围里面呢

它也有一个公式

那么在ITS90里面呢

那么这些常数呢

ABC那么是有规定的

那么在低于0℃时候呢才涉及到C这个常数

那么在高于0℃时候呢

那么只有A和B这两个常数

通过呢这个公式呢

然后可以推出来它的R_t也就是它的阻值

有了这个温度值

我们就可以计算出它的阻值来了

好 我们现在来看一下热电阻的测温原理

热电阻呢

它主要是采用电桥来测量热电阻的阻值变化

并把它呢转化成呢电压来进行输出

其原理呢我们看一下右图

那么右图里面呢我们看一下它的桥路

那么它呢桥路上呢有四个电阻

分别是R_0 R_2 R_3和R_4

同时呢它有一个电源

那么R_1呢都是热电阻它的导线的阻值

我们这里面是绿的部分就是R_1

测温的热电阻就是R_t

它是随温度来进行变化的

当温度处于测量的下限时候呢

那么R_t呢就等于R_tmin

也就是密密麻麻

也就是最小这个值

那么这时候我们来调节R_3

那么R_3是可变的

使得呢它的整个的电桥能够达到平衡

那么什么时候能够达到平衡呢

那么也就是R_3乘以括号R_tmin

加上二倍的R_1加R_0

然后呢等于R_2乘以R_4

也就是说R_4乘以R_2

等于对面的两边的再相加

然后再乘以R_3

那么达到平衡以后呢

其实D点和C点呢电压呢是为零的

那么整个的这个公式呢

可知ΔU呢就是等于0的

当温度上升的时候

热电阻呢它的阻值呢不再是R_tmin了

然后它会有一个微小的变化叫ΔR_t

所以呢这时候R_t的阻值

那么是两个值的相加

那么由于呢R_t阻值增加了

所以桥路就失去了平衡

所以之前ΔU的公式

我们看一下

在分子部分要加一个ΔR_t

然后在分子分母部分

也要加一个ΔR_t

所以这时候就会有ΔU的输出

ΔU呢就不为零了

同时呢通过这个桥路的设计

那么当ΔR_t呢要远远小于R_tmin

加上两倍的R_1

也有导线的阻值

然后再加上R_4的这时候呢

那么ΔU也就是说它的电压输出

与ΔR_t和组织变化之间呢

就会呈现较好的正比关系

但在实际是应用里面呢会存在一个这样的问题

也就是说热电阻他在引入桥路的时候呢

它会有连接导线

那么这个连接导线的阻值

我们知道是那个绿颜色的R_l

那么这个R_l它也会随着环境温度变化而变化的

所以当温度变化的时候呢

那么它整个的这个两个导线呢

它的阻值呢也会产生一个ΔR_l 的阻值变化

所以就两根导线会存在

二倍的ΔR_l的这样的变化

那么会与热电阻的阻值变化呢进行叠加

所以这时候公式我们来看一下

那么分子呢那么存在了一个ΔR_t

同时也会存在一个二倍的ΔR_l

那么分母呢也会有这两个阻值

一个ΔR_t还有一个二倍的ΔR_l

所以这时候那么它呢会影响整个的组织的变化

而导致呢ΔU和ΔR_t呢

然后他不会有这个线性变化

影响了这样的一个测量的准确性

所以为了消除这个热电阻的引线的电阻

因温度产生的误差

采用呢三线制桥路联结

也就是相邻的两桥臂增加同一阻值的电阻

对电桥的平衡呢影响呢就变小了

那好我们看一下三线制桥路的他的图

又增加了一个导线

也就是绿的这个导线

它呢就是三根导线与这个桥路然后进行联结

那么我们看一下

它是怎么来消除导线的组织的影响的

首先呢我们来进行一下简化

我们让R_3呢

然后是等于R_4加上R_0

然后让它等于R

也就是说我们在制作的时候

这些桥路呢阻值之间呢要有一定的关系

那么在将来使用的时候呢能够消除导性的影响

里面是用R_3然后和R_4加R_0

他们两个的阻值之和相等

然后我们把它设为R

阻值呢要远远大于热电阻的阻值R_t

R_3呢它的这个R呢然后也要远远大于阻值R_2

我们把导线的阻值R_1呢

然后用r来表示

而且这个R_3的阻值呢

以及R_4加R_0的阻值呢

这个R呢要远远大于r

也就是导线的阻值

这里呢我们通过这个桥路设计

我们已经让R远远大于了R_t

又远远大于了R_2

又远远大于了r

所以这时候我们ΔU的这个公式呢

我们可以把它进行简化

大家有兴趣的话

可以自己把它简化成这样一个式子

这个式子有了以后呢然后进行通分

进行通分以后呢

我们就看到还是蛮复杂的 是吧

那么我们上面是R_t减R_2他们的差值

然后是乘以R

然后底下呢

然后又是R 又是r 又是R_t

所以呢我们怎么来简化呢

那么这里面呢

是由于R远远要大于R_t和r

还有呢下面呢

就相当于可以把R_t和r呢忽略不计

分母就变成了R平方

那么由于是R平方呢

那么分子上有一个R呢

那么就可以消掉一个R

所以呢最后可以简化成

分子是R_t减R_2

分母呢是一个R

然后再乘以E

所以前面的等号呢

已经变成了一个约等于

那么这样的话连接导线的电阻值呢

r呢就被消掉了

那么它的影响呢就基本消除了

但是我们可以说呢

虽然是消除了也是一个近似的消除

那么它是不完全的

但是在工程上

如果环境温度是在零到50℃之间呢

进行使用的时候呢

是完全能够满足要求的

那么如果呢想要进一步的提高它的精度

消除导线的影响呢

可以进行四线制的桥路的联结方法

那么但是在我们工程上呢

三线制的这种桥路联结呢

已经完全能够满足要求了

所以我们在工程上呢

一般都使用三线制的这种铂电阻温度计

那么这个是WZB型的铂电阻分度表

那么R_0呢是一百欧

那么规定的分度号呢是B_A-2

然后它的分度系数呢

ABC呢也都是有确定的值

那么根据这个表呢

大家就可以根据它的阻值

然后呢去查取温度

横的呢是温度值

纵的呢可以进行查取每一个表格的上面的数呢

那么是它的这个阻值

所以呢我们可以通过这个表

然后来进行温度的反算

或者是由温度来进行阻值的查取

那么我们来看一下铜热电阻

铜热电阻它的特点呢是线性度高

电阻温度系数高

同时呢价格呢要比铂电阻要便宜很多

那么电阻率呢比较低

有个缺点是比较容易的氧化

那么它使用的温度呢是负50度到180度

那么它的使用范围呢

明显呢要比铂电阻温度计呢要低很多了

那么它的电阻值呢与温度的关系

这里面呢是R_t等于R_0

括号一加a乘以t

100℃时候的那个阻值比呢那么是1.428

然后加减0.002这样的一个值

同时呢它的标准化的热电阻呢

可以由Cu50 Cu100这两种

同时还有镍的热电阻

它的特点呢是电阻温度系数较铂比较大

约为铂的1.5倍

但是它的测温范围呢是比较小的

是零下50到150摄氏度以内

它的电阻呢与温度的关系呢

我们可以看到这个是

R_t有明确的这样的一个关系

前面已经讲了金属的热电阻

那么我们再来看一下半导体的热敏电阻

半导体的热敏电阻呢

它的特点呢就是随着温度的增高

它的阻值是降低的

具有负的温度系数

那么它的测温范围呢是负40到350摄氏度

它的电阻值呢随温度呢按指数曲线变化

那么我们看一下这个图

也就是说随着温度的升高

那么它的阻值呢是不断下降的

这正好呢是与金属热电阻呢是相反的

我们看一下它这个公式

是与温度呈现倒数的这样的一个关系

我们来看一下

热敏电阻与金属热电阻之间的比较

首先 电阻温度系数大

也就是说热电阻的电阻温度系数为3%到6%

而这个金属热电阻呢才为0.4到0.6%

所以热敏电阻呢随温度变化的情况呢那更敏感

变化幅度呢更大

那么第二呢是它的电阻率比较大

可以将电阻做得很大

而且呢体积呢比较小

电阻呢阻值也大

连接导线所用的电阻呢可以忽略不计

也就是连接导线呢

这时候的阻值呢对它本身的影响呢就要小很多

那么第三个呢热敏电阻呢

它是结构比较简单 体积小

可以用于测量点温度

同时呢它的热惯性小

因为之前我们知道金属热电阻呢

电阻丝要放在支架上

同时呢外面要有一个保护壳

所以还有呢一些气体

然后进行密封

测温的时候是要通过导热来进行的

所以金属热电阻呢它的热惯性是比较大的

而热敏电阻呢它就不存在这个问题

它的热惯性是比较小的

热惯性比较小的好处呢

就是可以测量动态的温度场

第五呢是它的工艺性和互换性比较差

这主要是由于呢热敏电阻呢

它都是一些半导体材料

那么半导体材料呢它里面的杂质呢

然后就是比较多的

所以呢你这一批的材料和下一批的材料

很可能就是不一样的成分

所以导致呢它的互换性呢比较差了

当然它的这个材料呢

里面的含量呢不是说差的非常多

当然也会有微小的差别

那么这也是造成他呼唤性差的这个原因

那么我们看一下热敏电阻它的结构

那热敏电阻呢是由一些金属氧化物

如钴 锰 镍等氧化物

采用不同比例配方高温烧结而成的

所以呢我们也就知道了

为什么说它的互换性是比较差了

所以呢这里面呢

一定要注意使用的一个热敏电阻

你经过标定之后

不代表另外一个热敏电阻具有同样的性质

所以每一个呢都要进行重新的标定

那么它的形状呢有珠状 片状 杆状 叠圈状

所以形状是比较多的

可以满足很多不同的测量的需要

这个是它的优势

那么这里面呢是不同的这样的热敏电阻

我们看一下它有条状的

然后有片状的等等 是非常多的

那么我们看一下金属的热电阻

它会有一些基本的参数

热敏电阻呢它也有基本的参数

这里面呢第一个是标称电阻

标称电阻值呢

是热敏电阻在25加减0.2℃时候呢

零功率时的阻值

那么也叫冷电阻

第二个基本参数是材料常数B_N

材料常数是表征负温度系数NTC

热敏电阻材料的物理特性常数

B_N值呢决定于材料的激活能∆E

他们之间满足下面的函数关系

B_N等于∆E除以K

所以呢B_N呢是与∆E呢之间呢

有很密切的关系

第三个基本参数呢是电阻温度系数α

热敏电阻的温度

每变化1℃时呢

电阻值的变化率叫做热敏电阻的电阻温度系数

那么它的公式呢是α等于∆R除以R除以∆T

这个呢是与前面的

金属的热电阻公式呢是很类似的

同时呢它的第四个参数呢

是耗散系数H

热敏电阻温度呢

每变化1℃所耗散的功率变化量叫耗散系数

用H来表示

那么这四个呢参数呢

决定了热敏电阻它的特性

那么还有第五个是它的时间常数τ

热敏电阻器在零功率测量状态下

当环境温度突变时

电阻器的温度变化量从开始

到最终电量的63.2%

所需要的时间成为热敏电阻的时间常数

这个时间常数呢我不知道大家学过传热学没有

那么传热学里面也有一个时间常数

是吧

那个时间常数呢是跟这个是一样的

大家可以去参考传热学里面它的时间常数

那么时间常数它决定了什么呢

时间常数它决定了温度计它随温度变化的情况

如果时间常数越小

说明呢它反应的越快

也就是说它越能够及时的反映出

流体或者是温度场它的变化的情况

那么第六个就是最高的工作温度T_max

热敏电阻器呢它在规定的技术条件下呢

长期连续工作所允许的最高温度

用T_max来表示

那么他们呢这六个参数呢

那么也是热敏电阻主要的参数

下面我们来看一下热敏电阻的类型

主要有呢三种

即正温度系数型PTC

负温度系数型NTC

和临界温度系数型CTR

那么现在呢我们看一下这个图

里面反映了三种不同的热敏电阻

它的阻值呢随着温度变化的情况

PTC呢是随着温度呢增加呢增加的

CTR呢是减小的

NTC呢也是降低的

我不知道大家现在知道电动汽车上

进行温度加热的材料是什么吗

就是说我们冬天的时候

电动汽车由于没有发动机

它无法采暖

所以呢必须进行电采暖

那么电采暖他使用的材料是什么呢

加热材料就是这个PTC

是这种热敏电阻

它随着温度的增加呢

它的阻值呢也是增加的

大家有兴趣的可以去看看这种材料

那么NTC呢一般呢是测温的材料

它的阻值呢随着温度呢增加呢是降低的

那么我们看一下有一个CTR这个材料

它称为临界温度系数

我们看一下它的阻值也是

到达某个温度的时候

它变化非常大

突然的就是降低了

因此呢它的用处呢是非常特殊

大家能想到吗

它能够用到哪个地方吗

CTR这种材料呢

由于呢是在某一个温度情况下它的阻值突变

因此呢这种特性呢

可以用于自动控制里面的报警

然后控温等等电路

也就是说它会有一个临界值

到达了这个临界值以后呢

那么它就会突变让电路呢产生变化

然后给出一个信号

然后来进行控制

那么我们看一下NTC

热敏电阻它的阻值和温度之间的关系

之前呢我们已经给出来了

它随温度呢是呈倒数关系

而且呢是指数的这样一个关系

那么R_0呢是它在0℃时候它的阻值

也可以说它是在基础的温度下它的一个阻值

B_N呢为热敏电阻的材料常数

一般呢是为2000到600K

高温下呢B_N呢就会增大

那么我们把这个公式呢

两边取ln 两边取对数

我们会发现什么呢

我们把它作图看一下

我们会发现横坐标呢是温度的倒数

然后纵坐标呢是对数的R_T

我们会发现它呈现的是线性的关系

这个直线呢它的斜率呢

就是热敏电阻的材料常数B_N

那么我们已经介绍了热电阻和热敏电阻

下面来介绍一些温度测量的知识

首先呢一次仪表

它是指呢测量温度的各种仪表

也称呢传感器

那么还有二次仪表

有一次仪表肯定就是有二次仪表

那么它是只可显示具体温度值的各种仪表

有指针式的显示模拟量或显示数字量

还有呢测量电路

在一次仪表和二次仪表之间呢

进行运算放大的电路

有可能是各种成品的模块

比如说研华PLC啊等等

那么我们看一下温度测量它的误差

那么误差呢就是测量值和真值之间

产生了这样的偏差

那么它里面呢存在很多原因

首先呢有安装的误差

比如说一次仪表安装产生的测量误差

它的安装位置

测量长度

测量深度

还有呢测量的时候的外界环境的影响

比如说流速

还有一些比如说导热啊 辐射的影响

比如说我们之前告诉大家

金属热电阻呢它的测温部位

是很小的一个地方

这时候你放置的位置就很重要

要把这个有效部位呢

放置在你需要测量的地方

如果你放置的超过了

比如说比较深或者是比较浅

那么就可能会影响到它的测量

同时呢周围的流体的流动情况

也会影响到它的温度的测量

同时呢还有系统误差

因仪表的连线

插接 模块转换等呢也会造成误差

因为仪表呢它本身也会有误差的

另外还有一个大家要注意的

就是绝对误差和相对误差

那么我们温度呢常用的是绝对误差

特别是摄氏度情况下

一般呢不建议使用相对误差

因为呢相对误差呢会有一个比值

那么分母上如果出现了0℃的时候

这时候你的误差就变成无限大了

所以呢温度摄氏度的时候不建议用相对误差

建议呢用绝对误差

那么温差呢那么可以用相对误差

那么如何来保证高精度的温度测量呢

首先呢我们是需要对这个温度计呢要进行标定

要有一套标准的温度计

也就是说我们要有一套很高级的准确的温度计

级别比较高的

比如说你要有标准的玻璃温度计

或者是标准铂电阻温度计

标准的热电偶温度计等等

这个是我们测量的基准

也就是说我们以它为基准

然后对其它的温度计呢进行校准

同时呢你还要有恒温装置

也就是说你要有比如说恒温水浴

恒温的油浴

恒温的电炉等等

那么你还需要呢要有高质量的测温元件

比如说热电偶 铂电阻

当然热电偶和热电偶也有区别

铂电阻和铂电阻也有区别

这时候就要看你是选用哪个精度级别的

热电偶和铂电阻

同时如果是你自己进行焊接的热电偶

那么你焊接的时候一定要注意

怎么来进行焊接

怎么来让它的误差更小

在动态测量的时候呢还要保证它的响应速度

尽量呢使它的这个测温元件呢要小型化

这时候的测温的元件的选择就很重要

比如说你需要高速响应

那么你如果采用的是铂电阻温度计

那时候就是不适合的

那么这时候呢更适合采用热电偶的温度计

实验台然后进行标定的时候

尽量的要在现场进行标定

因为你工作的环境和不是工作的环境

很可能就会影响你的测量的情况

实验台进行标定的时候呢

要尽量的用原有的实验台所用的导线

二次仪表 计算机模块 显示系统

整个的完整的系统然后进行标定

因为在实验的时候

用什么模块标定的时候就用什么模块

使用多长的导线

那你在标定的时候也用多长的导线

也就是说在你真正实验的时候与你标定的时候

这个系统要一样

标准铂电阻呢或者是标准热电偶呢

然后对所有的测温元件进行标定

可以根据你的测量范围

按照每5℃测量一次或者10℃测量一次

这样子来进行

计算机呢然后来显示修正后的结果

原则上呢每次实验的实验前

或者是每过六个月呢

那你的测温元件呢要进行一次标定

那么在标定的时候呢

我们采用的呢都是平均结果

也就是说你的温度测量

不是某一次测量的结果

那么你采50个数或者是30个数

然后把它进行平均

那么这次平均值

作为你某一个温度情况下的测量值

这样的话也就是说

如果你测10度 15度 20度

那么也就是说你在测5度的时候

那你要测50个值

然后这50个值然后进行平均

然后10℃的时候呢

在采集的时候测50次

这样的话把这50个数再进行平均

这样的话每一个温度情况下都是一个平均值

最后呢那么你就用这个平均值

然后最后来进行修正

那么这个图呢就显示了是一些恒温水槽啊

它的形式或者恒温的油浴啊

另外还有是温度计啊等等

采用的这些仪器 仪表

然后来进行校准和标定